三维网状Dy3+∶YVO4/TiO2复合纤维的制备及光催化产氢性能

以电纺TiO2纳米纤维为基质,柠檬酸为软模板,采用一步水热法制备了具有三维立体网状结构的稀土Dy^3+掺杂YVO4/TiO2复合纤维.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱及荧光光谱等手段对材料的组成、表面形貌和性能进行表征,以光分解水产氢实验考察其光催化活性.结果表明,Dy^3+∶YVO4纳米枝与TiO2纳米纤维相互交联构筑的纳米纤维网具有大比表面积,可提供更多活性位点,改善了多相光催化反应的传递过程;稀土Dy^3+掺杂的YVO4与TiO2复合形成异质结相互促进,在拓宽光谱响应范围、提高太阳光利用率的同时使光生电子-空穴对得到较好分离,从而提高了样品的光催化活性.模拟太阳光照射下,Dy^3+∶YVO4/TiO2复合纤维光催化产氢速率达到8. 63 mmol·h^-1·g^-1,是纯TiO2纳米纤维的10倍.

Fe^(3+),Si^(4+)掺杂TiO_2纳米材料相变和热稳定性研究

Guth等人[1]在1977年首次报道了铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛催化剂对氮气光催化还原为氨具有独特的光催化效果,开辟了一条太阳能转化为化学能的新途径,引起了人们对铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛的研究热潮[2～7].

La^(3+)/Ce^(4+)掺杂对TiO_2光催化活性的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂稀土的TiO2,重点考察了退火温度对纳米颗粒晶相转变的影响。通过光催化降解实验,探讨了退火温度、退火时间、稀土离子掺杂浓度等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明,TiO2粉末在400℃下为锐钛矿型,具有很高的光催化活性;掺杂的TiO2纳米样品在短时间内降解均较未掺杂TiO2纳米样品的催化活性高;掺La3+最佳摩尔分数为0.05,掺Ce4+最佳摩尔分数为0.20,最佳退火温度为400℃,退火时间为9 h。掺La3+量相对较少时催化活性高,而掺Ce4+的纳米粉体在相对较高的浓度下可达到完全降解。

稀土Dy^(3+)掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同Dy3+掺杂量、不同焙烧温度的Ti O2光催化剂.并对所制得的光催化剂进行了SEM、XRD和FT-IR的表征和光催化活性研究.结果表明:所得粉体均为锐钛矿相纳米Ti O2,稀土掺杂能细化晶粒.以酸性品红为降解物的光催化实验表明:500℃煅烧,当Dy3+掺杂量为0.20%时其光催化活性最好,加入1 m L 30%H2O2,无灯源照射,常温常压无须通氧气条件下,催化时间6 h,降解率达到81.19%.

Sr_4Al_(14)O_(25):Eu^(2+),Dy^(3+)/TiO_(2-x)N_x复合材料制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法在长余辉发光材料(Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+)的表面包覆TiO2-xNx。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的结构,形貌进行了表征;并研究了Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料对甲基橙的光催化降解性能。

Fe^(3+)、Ce^(4+)掺杂改性对SO_4^(2-)/TiO_2固体超强酸催化尿囊素催化性能的研究

采用液相浸渍的方法对SO42-/TiO2进行Fe、Ce双元素掺杂改性,以合成尿囊素产率大小为判断标准,考察通过掺杂改性后的催化剂催化性能,优化制备催化剂的工艺条件。结果表明,当Ce4+:TiO2=0.06%、Fe3+:TiO2=0.2%,浸渍溶液是硫酸,浸渍浓度为0.66 mol.L-1,浸渍溶液的体积为15 mL/g,浸渍时间为20 h,焙烧温度540℃,焙烧时间3.4 h,尿囊素的产率最高,催化活性最佳,可重复使用4次以上,重复实验得到的尿囊素平均产率基本维持在65%左右。制得的尿囊素进行产品鉴定,符合工业标准。

La^(3+)、Ce^(4+)掺杂对纳米TiO_2-Fe_2O_3凝胶相变过程的影响

采用sol-gel法制备了掺杂La3+、Ce4+的TiO2-10wt%Fe2O3复合粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征。结果表明:TiO2-10wt%Fe2O3凝胶在450℃发生非晶态向锐钛矿相的转变,而在500℃煅烧2 h后未发现锐钛矿相向金红石相转变;随La3+、Ce4+掺杂量的增加,锐钛矿晶粒呈现细化→长大的趋势;随La3+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用呈现促进→抑制的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;随Ce4+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用随掺杂量的增加呈促进→抑制→促进的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;La3+、Ce4+掺杂对TiO2相变过程有重要影响。

光照对Sr_4Al_(14)O_(25):Eu^(2+),Dy^(3+)/TiO_(2-x)N_x复合材料光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备出Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料。该复合材料对甲基橙具有较高的光催化效果,复合材料经紫外激发后,其光催化效果高于没有经紫外激发的复合材料的光催化效果,而且明显高于Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+和TiO2-xNx光照激发后光催化效率之和,同时讨论了Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料的光催化机理。

Sol-gel法制备Li^+掺杂YVO_4:Ln^(3+)(Ln=Eu,Dy)荧光粉的发光性能研究

YVO_4:Ln^(3+)(Ln=Eu,Dy)荧光粉因具有良好的热学性能、化学稳定性和优异的发光性能而受到人们的广泛关注。采用Sol-gel法合成Li^+掺杂YVO_4:Ln^(3+)(Ln=Eu,Dy)荧光粉,利用X射线粉末衍射(XRD),紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)进行表征,研究Li^+离子对YVO_4:Ln^(3+)材料的物相结构、结晶尺寸、缺陷以及发光性能的影响。XRD证实样品为具有四方锆石结构的YVO_4纯相,由Scherrer公式计算得到纳米颗粒的粒径约为21nm。当采用313nm作为激发波长时,YVO_4:Eu^(3+)荧光粉观察到红光发射,且以Eu^(3+)离子的电偶极跃迁(~5D_0→~7F_2)为最强发射峰;YVO_4:Dy^(3+)荧光粉具有明显的蓝光和黄光发射,对应于Dy^(3+)离子的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)和~4F_(9/2)→~6H_(13/2)电子跃迁。此外,通过掺杂Li^+后,可以明显改善YVO_4:Ln^(3+)(Ln=Eu,Dy)荧光粉的发光性能。

木质基g-C_3N_4/TiO_2复合涂层的制备及光催化性能表征

为改善木材易污染,易霉变的缺点,采用真空浸渍和液相沉淀法,将g-C_3N_4/TiO_2复合涂层负载于木材表面,对木材进行功能化改良,赋予木材光催化自清洁功能。使用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、傅里叶红外光谱表征样品的表观形貌、相结构等。以罗丹明B为目标污染物,利用UV-VIS分光光度计测量降解效率,检测负载g-C_3N_4/TiO_2复合涂层的木质基材光催化性能。结果表明:g-C_3N_4/TiO_2复合涂层成功负载于木材表面,g-C_3N_4与TiO_2相互掺杂有效地提高了两者的光催化活性,负载g-C_3N_4/TiO_2复合涂层的木质基材具有一定的光催化功能。

Dy^(3+)离子掺杂TiO_2微纳米晶的制备及其光催化性能研究

本文通过微波辅助溶胶-凝胶法制备Dy^(3+)掺杂TiO_2微纳米晶。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外可见光谱(UV-vis)对样品的物相成分、分子键价结构和光催化性能进行表征和分析。结果表明:Dy^(3+)掺杂量对TiO_2微纳米晶的相变有一定的影响,且在锐钛矿到金红石的晶型转变过程有抑制的作用,当Dy^(3+)掺杂量为1.2wt.%时,晶粒大小为11.5nm,样品几乎保持单一锐钛矿物相。表面存在羟基,它可以捕捉空穴,形成羟基自由基,有利于光催化降解有机物。Xe灯下光照50min后,典型样品对MB的光催化反应速率为k=0.07461 min^(-1)和降解率为97.14%,这可能与一定量Dy^(3+)的引入有关。Dy^(3+)可以捕捉电子,生成g O_2-。而空穴则能和样品表面的羟基反应生成g OH,能有效抑制光生电子和空穴对的复合,从而使典型样品具有较高的光催化活性。

SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)磷光粉低成本制备工艺及发光性能研究

以工业铝酸钠溶液制备的氢氧化铝为铝基原料,采用高温固相反应法合成了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+磷光粉,考察了稀土掺杂量、烧结温度及硼酸加入量对其发光性能、激发光谱及发射光谱的影响,并通过XRD谱及余辉衰减曲线对最佳工艺条件下制备的样品进行表征。结果表明,当稀土掺杂量x(Eu)=3%、x(Dy)=3%,烧结温度为1 300℃,烧结时间为4h,硼酸加入量w(H3BO3)=9%时,所制备磷光粉样品仍保持SrAl2O4的晶体结构,其发光性能最好,发光强度最大,主激发波长在360nm左右,主发射波长在510nm左右;余辉为黄绿色,衰减时间长。

Li_2CaSiO_4:Dy^(3+)发光性能研究

Dy3+掺杂浓度对Li2CaSiO4:Dy3+发光强度、色坐标、衰减行为的影响进行了系统研究。结果表明Li2CaSiO4:Dy3+能被近紫外光有效激发,产生Dy3+特征的蓝光和黄光;Dy3+最优掺杂浓度为2.5%,衰减寿命为0.78 ms;色坐标CIE位于白光区域;Li2CaSiO4:Dy3+是一种潜在的白光LED用荧光粉。

Fe_3O_4/Ce^(3+)-TiO_2复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、硝酸铈为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的Ce3+掺杂TiO2溶胶,其凝胶经不同温度煅烧3 h后制得Ce3+掺杂量不同的TiO2粉体。用XRD对TiO2进行了测试对比分析,以紫外光为光源,亚甲基蓝溶液为模拟有机染料废水,研究了TiO2的光催化性能。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的纳米Fe3O4水基磁流体,再与Ce3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性Ce3+掺杂TiO2,研究了其对亚甲基蓝的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,TiO2凝胶热处理温度、Ce3+掺量、TiO2晶型及Fe3O4负载量对亚甲基蓝的光催化活性均有影响。掺Ce3+量为1%,热处理温度650℃的Ce3+掺杂TiO2粉体光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/Ce3+-TiO2对亚甲基蓝的降解率8 h时达到90.3%,磁分离回收率达96.8%。

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。

稀土掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变及性能的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖上制备了均匀的稀土离子La3+掺杂和Ce4+掺杂的TiO2-SiO2光催化薄膜。应用X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计研究了La3+掺杂和Ce4+掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变、光催化性能及亲水性能的影响,用紫外光照射亚甲基蓝的光催化降解实验比较了不同薄膜的光催化性能。结果表明:La3+掺杂后,抑制了TiO2-SiO2薄膜中的TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,显著提高了TiO2-SiO2薄膜的光催化性能,也提高了其亲水性能;Ce4+掺杂后,则促进了TiO2-SiO2薄膜中TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,同时降低了薄膜的光催化性能。

Nd:YVO_4晶体a向生长研究

采用固 液两相混合 ,使Nd2 O3 、Y2 O3 和V2 O5在近常温条件下初步合成Nd :YVO4多晶原料 ,降低固相合成反应温度 ,减少V2 O5在多晶原料制备过程中的挥发。讨论了a方向Nd :YVO4单晶生长条件 ,采用提拉法 ,以 ( 10 0 )方向进行单晶生长 ,得到一系列掺杂浓度的Nd

镧掺杂TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以工业二氧化钛(TiO_2)、硝酸镧(LaN_3O_9·5H_2O)、三聚氰胺(C_3H_6N_6)为原料制备了La掺杂TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等表征方法对光催化剂结构进行分析,表明复合样品中La以La^(3+)形式存在于TiO_2晶体中,并形成TiO_2/g-C_3N_4异质结构,其禁带宽度减小、吸收带边红移,光催化效率有明显提高.以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性,镧掺杂量为4%(质量分数)、煅烧温度为520℃、煅烧时间为2 h时,复合样品光催化活性最佳,在12 LED灯下,180 min后对10 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的去除率达97%.

Eu^3+掺杂NaBi(MoO4)2/TiO2复合纤维制备及其光裂解水制氢

以电纺TiO2纳米纤维为基质,利用水热法制备了异质结型Eu^3+掺杂NaBi(MoO4)2/TiO2复合纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)光谱以及荧光(PL)光谱等分析测试手段对样品的物相、形貌和光学性能等进行表征。以三乙醇胺为电子给体,研究了Eu^3+掺杂NaBi(MoO4)2/TiO2复合纤维光催化裂解水制氢的反应过程。结果表明:NaBi(MoO4)2与TiO2复合形成异质结,使光生电子-空穴对得到较好分离,而Eu^3+掺杂进入NaBi(MoO4)2晶格,部分取代Bi^3+离子,导致晶胞膨胀,在拓宽光谱响应范围的同时,形成光生载流子的浅势捕获阱,进一步促进了光生电荷的产生、转移,有效提高材料的光催化制氢活性。最佳产氢速率达到7.86 mmol·h^-1·g^-1。

制备不同稀土掺杂的纳米氧化钛光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为原料，通过溶胶一凝胶法合成了Dy2O3-TiO2，CeO2-TiO2，和Gd2O3-TiO2光催化剂。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物，研究了3种复合光催化剂的光催化活性。通过紫外可见光光谱分析发现，3种光催化剂对不同降解物均表现出一定的光催化活性。